桥梁工程课程设计16m钢筋溷凝土简支T梁设计doc文档全文免费阅读在线看docx.docx
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桥梁工程课程设计
一、设计资料
1、设计荷载：
公路-II级
人群荷载3KN/nf
2、桥而净空：
净—7+2Xlm人行道：
3、主梁跨径和全长：
标准跨径LB=16m
计算跨径Lp=15.5m
主梁全长L全=15.96m
4、材料
混凝土：
C30
钢筋：
主钢筋，弯起钢筋和架立钢筋用I【级，其它用I级。
桥面铺装：
沥青混凝上6cm,C40防水混凝土10cm：
二、设计依据与参考书
《公路桥涵设计规范（合订本）》（JTJ021-85）人民交通出版社
《结构设计原理》叶见曙主编，人民交通出版社
《桥梁计算示例集》（梁桥）易建国主编，人民交通出版社
《桥梁工程》（2004）邵旭东主編，人民交通出版社
三、桥梁纵横断面及主梁构造
横断而共5片主梁，间距1.6m。
纵断面共5道横梁，间距3.875m。
尺寸拟定见图，T梁的尺寸见下表:
桥梁横断而图
T形梁尺寸表（单位：
m）
主梁
长度
计算
跨径
主梁
高度
梁肋
宽度
横隔梁
髙度
横隔梁
宽度
横隔梁
间距
翼板
厚度
翼板
宽度
15.96
15.50
1.30
0」8
1.00
0.15-0」6
3.875
0.08-0」4
1.60
横断面
isWL
:
*-
8
387.5
387.6
W7.5iJ87.5
桥梁纵断而图
横梁断而图
匸梁断而图
四、主梁计算
（-）主梁荷载横向分布系数
K跨中荷载弯矩横向分布系数（（按法））
（1）主梁抗弯及抗扭惯矩4和人
求主梁的重心位置①
平均板厚九=l/2（8+14）=llcm
q_（160・18）xllxl1/2+130x18x130/2_4]?
cm
°x（160-18）x11+130x18•Cm
7x=I/12X142X1P+142X11X（41.2-
1l/2）2+l/12X18X1303+18X130X（130/2-41.2）2=6627500cm4=6.6275X10-2m4
T形截面抗弯及抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：
Ig=工cM：
式中：
q—矩形截而抗扭惯矩刚度系数
$4—相应各矩形的宽度与厚度
查表知：
ti/b]=0・11/1.60=0.0695=1/3
t2/b2=0.18/（1.3-0.11）=0.151c2=0.301
IU=1/3X1.60X1P+0.301X1.19X0.183=0.0028m4
单位抗弯及抗扭惯性矩：
Jx=Ix/b=0・066275/160=4.142X10T（mVcm）
厶=Ax/b=0.0028/160=1.75X10-5（m4/cm）
（2）求内横梁截面和等刚度桥面板的抗弯惯矩
翼板有效宽度X计算横梁长度取为两边梁的轴线间距即：
L=4X1.6=6.4m
C=i（3.875-0.15）=1.863m
2
A=100cm£=0.15/H=15cmC/L=l.863/6.4=0.291
根据C/L比值査表求得X/C=0.649
X=0.649C=0.649X1.863=1.21m
2“如+力万丄
求横梁截面重心位置:
二勺22
一2小+hb
2xl.21x^Hl+0」5x1x1.（）2
=22
2x1.21x0.11+0.15x1.0
=0.215m
横梁的抗弯和抗扭惯矩厶g
/冷妙；+2础&另+护W（分盯
=丄x2xl.22x0.il3+2x1.22x0.11（0.21-—）
12I2）
+丄x0.15xl.03+0.15xi.0|—-0.21
12I2）
=3.18X10-2（m4）
Ify=qbjf+C2b2h2
A,//?
=0.11/3.875=0.0284<0.1查表q=l/3但由于连续桥面的单宽抗
扭惯矩只有独立板宽扁板者的翼板可取q=I/6A2/^2=0.15/（1.0-0.11）=0.17
査表得c2=0.298
Z=ix0.113x3.875+0.298x0.89x0.153
故06
=1.755xl0-3
单位抗弯及抗扭惯矩丿=//方=丄1竺型二=0.821x107（mVcm）
zy3.875x100
（3）计算抗弯参数&和扭弯参数8：
0=—L
&=G（厶+厶）=0.4£.75"0-5+0.453x10-5）=Q
_2EcA/7X_2如42x107X0.821X1CT4_*
75=0.15
（4）求各主梁的跨中荷载横向分布影响线
以知&=0.39查G-M表得下而数值：
荷载位置
b
3b/4
b/2
b/4
0.00
•l/4b
・l/2b
-3/4b
・b
ki
0.00
0
92
0.97
1.00
1.05
1.08
1.05
LOO
0.97
0.92
8.04
b/4
1
08
1.09
1.09
1.11
1.05
0.98
0.89
0.82
0.77
7.%
b/2
1
25
1.30
1.20
1.00
0.90
0.79
0.72
0.65
7M
3b/4
1
58
1.42
1.25
1.08
0.93
0.82
0.74
0.65
0.58
7.97
b
1
83
1.5S
1.29
1.08
0.90
0.78
0.66
0.60
0.50
8.03
k。
0.00
0
75
O.«9
1.00
1.12
1」8
1.00
0.89
0.75
7.95
b/4
1
62
1.52
135
1.28
1.12
0.92
0.75
036
8.19
b/2
4
10
2.10
1.78
1.40
1.00
0.52
0.13
4.28
-0.65
838
3b/4
3
39
2.79
2」0
1.50
0.90
038
-0.57
・1・05
8.09
b
4
10
3.50
2.41
138
0.80
（M2
-0.52
-1.02
-1.60
8.12
计算公式
荷载位置
b
3b/4
b/2
b/4
0
-l/4b
・l/2b
・3/4b
-b
（1）
&=0.2褊+0.8&中
1.630
1.446
1.258
1.080
0.924
52
0.724
0.640
0.5M
X532
2.932
2.162
皿6
OJW©
032«
•0.248
4.660
•1.160
・2」70
-1.950
•1.120
•4J.SOO
0.100
0.660
1.620
2.100
-03S4
•4JJO4
-0.175
4.078
e.016
0.103
6.IS4
033
6J28
XI78
2.628
1.9S7
1.438
0.8%
0.431
•0.064
4.407
-0^32
6.636
0.526
6J97
0.288
6.179
0.086
•0.013
41.081
-0.166
⑵号梁
1.182
IJ!
6
I.1S6
1.104
1.020
0.932
0JGO
0.760
0.698
3.108
1^68
1.608
t352
I.04S
0.680
0J78
•0.024
-0J30
心=0.2仇+0・8的
•1.926
4・6§2
-0.452
4.24S
•0.028
0」,2
0.4S2
0.7K4
1.028
•0300
-6.102
-0.07!
4.039
-0.004
0.039
0.071
0.122
0.166
2.808
1.766
1337
I3B
1.044
0.719
0.449
0.098
•0.170
L
0.S62
0353
0307
0如
O.2®9
0.144
0.090
0.020
•0.034
（3）号梁
--•L匚
6.92
0.97
1.00
IX>S
1.08
I^S
1.00
0.97
0.92
0.75
0_89
1.00
1.12
1.18
1.12
1.00
0朋
0.75
0.17
0.08
0.00
-0.07
•0.10
•41.07
0.00
0.08
0.17
0.027
0.612
0.000
e（ni
-0.016
•4.011
0.000
0.612
6.027
〃*/5
6.777
0.902
1.000
1.109
I.IM
t.109
1.000
0.902
6.777
6.155
0.180
0.200
0222
0.233
042
0.200
（M80
6.155
底=0.6他+0.4他
（5）绘制迪羽埔影响线图，求横向分布系数
按规定，汽羊編距人行道边缘距离不小于0.5m。
人群荷载取3KN/m3o人行道板以1.2KN集中竖向力作用在一块板上。
心=佬+M
ri=k」5
冇汽=+0.310+0」70-0.003）=0.501
&=咕
△=&-ko
〃欲=*（0.353+0.272+0.203+0.095）=0.462
〃埶=*（0.180+0.218+0.232+0.202）=0.416
人群荷载：
q人=0.636
〃2人=0・562
inn一700mo
gh----nQ订I
人行道板:
7板=0.636-0」66=0.47〃2板=0.562-0.034=0.528
〃3板=0」55x2=0.310
①②③（?
）⑤
-锁
二预
2、支点荷载横向分布系数计算
采用杠杆法计算各梁支
点荷载横向分布系数，荷载布登见图，计算结果见表。
（二）内力计算
1、恒载内力计算：
上部辆自重计粋
构件名
单元构件体积及计算式
容重
每延米重虽
主梁
1.60X1.30-2X0.71X[l.30-（0.08-4）.14X2=039
25
0.39X25=9.76
外主梁横梁
0.89X（0.16+0.15）/2x2x0.71巧/15.5=0.0632
25
0.0632X25=1.58
内主梁横梁
0.89x（0.16+0.15X2x0.71x5/15.5=0.0316
25
0.0316X25=0.79
桥面铺装
沥青混凝土：
1.6X0.06=0.096
混凝土垫层:
1.6X0.1=0.16
23
24
2.208
3.84
人行道及栏杆
25
按13・97N/m计
一侧人行道部分每2.5m长时重13.97KN,1.0m长时重
13・97/2・5=5・59KN/m,按板横向分布系数分摊至各梁的板重为:
1.5号梁：
耳1板=0.47板q=0.47X5.59=2.63KN/m
2>4号梁：
八2板=0.52842板q=2.95KN/m
3号梁：
U3板=0.31H2板q=l.73KN/m
则各梁的恒载汇总如下：
各梁的恒ST总表
梁号
主梁
横梁
栏杆及人行道板
铺装层
合计
1（5）
9.76
0.79
2.36
6.048
19.23
2（4）
9.76
1.58
2.95
6.048
20.34
3
9.76
1.58
1.73
6.048
19.12
主梁恒载内力计算
设x为计算截面离支座的距离，并令a=x/L,贝IJ：
主梁弯距和剪力的计算
公式分别为:
品LX
弯距及剪力影响线
Mg=*（l-a）厶Qg=*（l-2a）Lg
影响线面积计算见表
项目
计算图示
影响线面积Qm
Qm=1/8xL2x]/2=i/8x15.52=30.03
11
M1/4
/3UI6
Qm=3/3242xi/2=3/32x1S.5^22.52
QlZ2
Q.m=0
U2
Qo
Qm=1/2xL=1/2x!
5.5=7.75
恒载内力计算结果见表
梁号
（KN.m）
%
（KN.m）
（KN.m）
q
q%
q
%
q%
9
q（%
1（5）
19.23
30.03
577.48
19.23
22.52
433.06
19.23
7.75
149.03
2（4）
20.34
30.03
610.81
20.34
22.52
459.06
20.34
7.75
157.64
3
19.12
30.03
574.71
19.12
22.52
430.58
19.12
7.75
14&18
2、活载内力计算:
（1）汽车荷载冲击系数
简支梁的口振频率为:
=7.018
龙（3x103x6.6275xlO'2
2xl5.52V16.91x103/9.81
介于1.5Hz和14比之间，《桥规》规定冲击系数按下式计算:
//=0.17677/27.018-0.0157=0.3286
（2）公路II级均布荷载乞集中荷载几及英影响线面积
按照《桥规》规定。
公路】1级车道荷载按公路I级车道荷载的0.75倍采用。
即
均布荷载qk=7.875Kn/m以=178.5kN
公路II级及影响而积％表
项目
顶点位置
Pk
%
怜
L/2
7.875
178.5
30.03
L/4
7.875
178.5
22.52
a
心
7.875
178.5
7.75
L/2
7.875
178.5
1.94
可变作用（人群荷载每延米）p＞、=3x0.75=2.25^/?
;/
（3）可变作用效应（弯矩）计算
公路1【级产生的弯矩
梁
号
内力
"
（1）
1+山2）
巩3）
%（4）
刃（5）
必⑹
巧矩效应
（l）x
（2）-[（3）x（4）.（5>（6）]
1
0.501
1.3172
7.875
30.03
178.5
3・875
612.52
色
22.52
2.906
459.35
2
0.462
30.03
3・875
564.84
5
22.52
2.906
423.59
3
J
0.416
30.03
3.875
508.60
22.52
2.906
381.41
人群荷载产生的弯矩
梁号
内力
"
（1）
“
（2）
叫G）
弯矩效应
⑴心⑶
1
0.636
2.25
30.03
42.97
1
22.52
32.23
a
0.562
2.25
30.03
37.97
Z
22.52
28.48
1
%
A1CC
30.03
10.47
%
U・1A
22.52
7#85
基本荷载组合：
按《桥规》规定永久作用设计值效应与可变作用设计效应的分项系数为
永久荷载作用分项系数：
E汽车荷载作用分项系数◎人群荷载作用
分项系数E
rGi~1-2
◎=1.4
仏=1.4
弯矩组合
梁号
内力
永久荷憑
（1）
人群
（2）
汽车（3）
材仃=0.9[l.2
（1）x1.12
（2）x1.4（3）]
1
%
577.48
42.97
612.52
143.77
433.06
32.23
45935
1078.97
2
%
610.81
37.97
564.84
1409.65
459.06
28.48
423.59
1058.22
3
574.17
10.47
508.60
1271.49
%
430.58
7.85
381.41
953.52
（4）可变荷载剪力效应计算
计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数沿桥跨变化的影响，通常分两步进行，先按跨中的〃由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力何载横向分布系数/并考虑支点至L/4为直线变化来计算支点剪力效应。
剪力计算时按
《桥规》规宦集中何载标准值Pk需乘以1.2的系数。
1.）跨中剪力仪的计算如下表
梁号
内力
〃①
1+“②
你③
叫④
以⑤
必⑥
弯矩效应
①X②X［③X④熄X⑥］
I
0.501
80.76
2
0.462
1.3172
7.875
1.94
214.2
0.5
74.47
3
0.416
67.06
人群何载产生的跨中剪力
梁号
内力
帀①
R人②
叫③
弯矩效应①X②X③
1
0.636
2.77
2
0.562
2.25
1.94
2.45
3
0.155
0.68
2）支点剪力的计算
计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为：
A支点处按杠杆法计算〃，
BL/4—3L/4按跨中弯矩的横向分布系数〃
C支点一L/4处在“和/之间按照直线变化
支点剪力效应计算式为匕=（1+“）“话护条+（1+“）"支£
式中〃活…相应于某均布活载作用的横向分布纵坐标
qk…相应某均布活载作用的数值
相应的某集中何载的数值
人群均布何载产生的指点剪力效应计算式为:
式中〃人-跨中横向分布系数
〃人…支点处横向分布系数
梁端剪力效应计算：
汽车何载作用如图示计算结果如下
公路II级产生的支点剪力效应计算表（单位：
KN）
梁号
1+“
Dm
剪力效应
（1+“）工〃必
1
1.3172
214.2X1X0.438+7.875（15.5/2X0.501-
0.75X15.5/4X0.066X0.5-
162.63
0.26X15.5/8X0.066X2/3）=123.47
2
214^X1X0.5+7.875（15.5/2X0.462XJ.75X15.5/4X0.04
5X0.540.25X15.5/8X0.045X2/3）=135.83
178.92
3
214^X1X0.594+7.875（15.5/2X0.41鈍.76X15.5/4X0.
185X0.5+0.25X15.5/8X0.185X2/3）=154.8
203.90
人群何载作用如图计算结果如下表示
剪力效应基本组合见下表
由表知:
剪力效应以3号梁（最大）控制设计
可变作用产生的支点剪力计算表（单位:
KN）
梁号
1
2
3
公式
Z人刼炉q+p
p=旳人负M
x0.917
1/2X15.5X0.636X2.25+1/8
X15.6（1.5-0.636）
X2.25X0.917-14.54
1/2X15.5X0.562X2.25+1/8
X15.5（-0.5-0.562）
X2.25X0.917-5.55
1/2X15.5X0.155X2.25
+1/8X15.5（0-0・166）
X2.25X0.917-2.08
剪力效应组合表：
（单位:
KN）
梁号
内力
永久荷裁
（1）
人群
（2）
汽车（3）
r^fj=0.9[1.2
（1）x1.12
（2）x1.4（3）]
1
%
149.03
14.54
162.63
380.52
0
2.77
80.76
104.55
2
157.64
5.55
178.92
401.285
0
2.45
74.47
96.30
3
%
148.18
2.08
203.90
419.05
0
0.68
67.06
85.18
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